Квадратор

 

КВАДРАТОР, содержащий источник опорного напряжения, вьвсод которого через последовательно соединенные первый ключ, nepBbrit интегратор и первый нуль-орган и через последовательно соединенные второй ключ, второй интегратор и второй нуль-орган подкгаочен соответственно к входам сброса первого и второго триггеров, выходы которых подключены к управляющим входам соответственно первого и второго ключей, информационный вход квадратора через третий и четвертый ключи подключен к входам соответственно первого и второго интеграторов, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с управляющим входом третьего ключа и единичным входом первого триггера, вход сброса которого подключен к единичному входу второго триггера, выход которого является выходом квадратора, о т л ичающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона входных сигналов, в него введены пяТ1 ,шестой ключи и третий триггер,причем дополнительней выход источника опорного напряжения через пятый СП и шестой ключи подключен к входам соответственно первого и второго интеграторов , выход генератора тактовых ;импульсов подключвн К управляющему входу пятого ключа н к единичному входу третьего триггера, выход которого соединен с управляющим входом ел ел четвертого н шестого ключей, а вход сброса третьего триггера подключен к еда нячйоМу входу второго триггера. ; Ф ;о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

С014ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(51) С 06 G 7/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Ф (21) 3534350/24-24 (22) 04,01.83 (46) 23.05.85. Бюл. У 19 (72) А.Б.Андреев, Л.Л.Преображенский, О.П.Новиков и Н.Г.Жегалин (71) Пензенский филиал Всесоюзного научно-исследовательского технологического института приборостроения. (53) 681,335(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 911560, кл. С 06 G 7(20, 1982.

Burton С.Н., Meir К.G., Bowden G.I, Linear and nonlineur А/Э, D/À, А/А

conversions using the dual.-slope

prinsiple.-ХЕЕЕ Trans. Instrum, and

meas, 1975, v. 24, р. 3. (54)(57) ЕВАЦРАТОР, содержащий источник опорного напряжения, выход кото" рого через носледователъно соединенные первый ключ, первый интегратор и первый нуль-орган и через последовательно соединенные второй ключ, второй интегратор и второй нуль-орган подключен соответственно к входам сброса первого и второго триггеров, выходы которых нодключеиы к управляющим входам соответственно первого

„„SU„„1 157549 А и второго ключей, информационный вход квадратора через третий и четвертый ключи подключен к входам соответст1 венно первого и второго интеграторов, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с управляющим входом третьего ключа и единичным входом первого триггера, вход сброса которого подключен к единичному входу второго триггера, выход которого является выходом квадратора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона входных сигнапов, в него введены пя тый,шестой ключи и третий триггер,причем дополнительный выход источника З опорного напряжения через пятый и шестой ключи подключен к входам соответственно первого и второго инте- С граторов, выход генератора тактовых импульсов подключен к управляющему входу пятого ключа и к единичному Мы входу третьего триггера, выход которого соединен с управляющим входом четвертого и шестого ключей, а вход сброса третьего триггера подключен к единичному входу второго триггера.

©и

1 1157

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике.

Цель изобретения — расширение динамического диапазона входных сигналов °

На фиг,1 представлена функциональная схема квадратора, на фиг,2— временные диаграммы, поясняющие работу квапратора.

Квадратор содержит источник 1 опорного напряжения, выход которого через последовательно соединенные первый ключ 2, первый интегратор 3 и первый нуль-орган 4 и через последовательно соединенные второй ключ

5, второй интегратор 6 и второй нуль-орган 7 подключен к входам сброса первого 8 и второго 9 триггеров, выходы которых подключены к управляющим входам первого 2 и второго 5

20 ключей. Информационный вход 10 квадратора через третий 11 и четвертый

12 ключи подключен к входам первого

3 и второго 6 интеграторов. Выход

2S генератора 13 тактовых импульсов соединен с управляющим входом третьего ключа 11 и с единичным входом первого триггера 8, вход сброса которого подключен к единичному входу второго триггера 9, выход последнего является выходом 14 квадратора. Дополнительный выход источника 1 опорного напряжения через пятый 15 и шестой

16 ключи подключен к входам первого

3 и второго б интеграторов. Выход 35 генератора 13 тактовых импульсов подключен к управляющему входу ключа 15 и к единичному входу третьего триггера 17, выход которого соединен с управляющим входом четвертого 12 и 4О шестого 16 ключей. Вход сброса третьего триггера 17 подключен к единичному входу второго триггера 9.

На временных диаграммах (фиг.2) представлены: последовательность импульсов на выходе генератора 13 тактовых импульсов (диаграмма а), форма напряжеными на выходах первого 3 и второго 6 интеграторов (диаграммы б и в соответственно, выход- 56 ной сигнал квадратора (диаграмма г).

Квалратор работает следующим образом.

В исходном положении все ключи

2, 5, 11, 12, 15 и 16 разомкнуты, 55 все триггеры находятся в нулевом состоянии, на выходах первого 3 и второго 6 интеграторов напряжения равны

549 2 нулю. На вход 10 устройства подано постоянное положительное входное напряжение О» . В момент времени 1 1 по переднему фронту импульса (диаграмма а, фиг.2) с генератора 13 тактовых импульсов замыкаются ключи

11 и 15 и переключается третий триггер 17 в единичное состояние, что приводит к замыканию ключей 12 и 16, На входе первого 3 и второго 6 интегратора суммируются напряжения U> и - U,, одновременно поступающие с входа 10 квадратора через замкнутые ключи 11 и 12 и дополнительного выхо" да источника 1 опорных напряжений через эмккнутые ключи 15 и 16. В результате на выходе первого интегратора 3 напряжение линейно убывает по з акону (u„-u, I a /т, <) где t. — текущее время, - постоянная времени интегрирования, а на выходе второго интегратора 6, выполненного по инвертирующей схеме, линейно возрастает по закону (1), Б момент времени 1 заканчивается тактовый импульс (диаграмма а, фиг.2) длительностью Т, что приводит к размыканию ключей 1! и 15 и переключению по его заднему фронту первого триггера 8 в единичное состояние. Выходным сигналом последнего замыкается ключ 2, через который опорное напряжение +2 Uo с выхода источника 1 опорного напряжения поступает на вход первого интегратора 3.

На его выходе напряжение начинает линейно возрастать по закону

2U, tj t1., а на выходе второго интегратора 6 напряжение продолжает изменяться по-прежнему.

В момент времени Е равенства нулю выходного напряжения первого интегратора 3 (диаграмма б, фиг.2) срабатывает первый нуль-орган 4, переключая одновременно первый 8 и третий 17 триггеры в нулевое состояние, а второй триггер 9 — в единичное.

Это приводит к размыканию ключей 2, 12 и 16 и замыканию ключа 5, через посредство которого опорное напряжение 2Ц поступает на вход второго интегратора 6, выполненного по инвертирующей схеме. В результате с момента времени 43 на выходе первого интегратора .3 напряжение остается

:равным нулю, а на выходе второго инТ их

Т ф

В предлагаемом устройстве введение постоянного по значению и импульсного по времени смещения-U ) U Inepaoro 3 и второго 6 интеграторов не приводит к отклонению

15 характеристики преобразования (4) от квадратичного закона, а наличие аддитивной составляющей Т, /4 в выражении (4) легко устраняется при кодировании интервала времени Т путем предустановки счетчика. При малых значениях входного сигнала U соизмеримых с 13см и даже равных нулю, устройства остается работоспособным. Кроме того, оно преобретает

25 возможность работы с входными сигналами обоих знаков. з 115 тегратора 6 убывает по линейному закону.

В момент времени t равенства нулю выходного напряжения второго интегратора 6 диаграмма в, фиг.2) срабатыва- > ет второй нуль-орган 7, переключая второй триггер 9 в нулевое состояниеи тем самым размыкает ключ 5. В результате схема возвращается в исходное.положение до прихода нового тактового импульса.

Исходя из равенства интегральных значений формируемых первым интегратором 3 за интервалы времени

t<-t„=Ò„и t - =Т (диаграмма б, фиг.2) и вторым интегратором 6 за интервалы времени t>-t Т +Т„и t<— =Т (диаграмма в, фиг.2).

Математическй работа квадратора описывается следуннцим образом.

Для первого интегратора 3 1к (o

То Т; (2) для второго интегратора 6

- u,-и„

2U (7 т )- Т . (з) 7549 4

Решая совместно уравнения (2) и (3), можно получить следующее выражение для информативного интервала времени Т> полученного на выходе второго триггера 9

1157549

Составитель Н, Зайцев

Редактор Н.Бобкова Техред Ж.Кастелевич Корректор О.Билак

Заказ 3373/48 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

133035 ° Иосква, Ж-35 ° Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4